聚硅离子与聚铝离子在稳定胶体中的相互作用

稳定胶体态的硫硅聚铝和氯硅聚铝是性能优良的絮凝剂,体系中含有聚硅离子和聚铝离子.红外光谱测试固有的Si—O特征峰随聚铝离子的引入逐渐衰减,变成较宽的带,聚硅离子与聚铝离子间存在着一种非离子性的健合作用,电镜摄像观察证实了这一结论.

聚铝溶液pH值及盐基度的相关性研究

对聚铝溶液进行了ｐＨ值和盐基度的分析和估算，给出了聚铝溶液的极限ｐＨ值和极限盐基度与总溶解铝浓度的关系曲线。最终计算结果表明：在平衡条件下，聚铝溶液的ｐＨ值和盐基度具有相关性，即当其中一个参数发生变化时，另一个参数必然要发生相应的改变。对于Ａｌ２Ｏ３含量为１０％的标准聚铝溶液，其最大ｐＨ值为４．０７１，最高盐基度为８７．００％。

聚铝和聚铁在造纸废水处理中的交互作用

研究采用聚铝和聚铁作絮凝剂 ,并加入有机助凝剂 ,联合作用处理麦草爆破制浆废水的混凝效果 .结果表明 :聚铝和聚铁联合投加的混凝效果优于它们单独投加 ,具有明显的交互作用 .并进一步探讨了絮凝剂投加比例、pH值、水温、投加顺序等因素对交互作用的影响 。

耐超高温SiC(Al)纤维先驱体——聚铝碳硅烷纤维的研究

以聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮铝(Al(AcAc)3)为原料,在常压高温条件下反应制备出聚铝碳硅烷(PACS),经过熔融纺丝制备了PACS纤维.应用GPC、IR、XPS、29Si-NMR、27Al-NMR、TG、SEM、元素分析和增重等一系列分析,分别对PACS纤维的微观组成、结构以及性能进行了分析.研究结果表明,以原料质量配比为6∶100(Al(AcAc)3∶PSCS)合成的PACS化学式为SiC2.0H7.5O0.13Al0.018,数均分子量为1700左右,最适宜制备PACS纤维;PACS纤维中主要存在SiC4、SiC3H等结构,同时存在Si—O—Al键;在氮气气氛中,PACS纤维的陶瓷产率达到52%左右;预氧化处理,PACS纤维中Si—H键与空气中的氧反应形成Si—O—Si交联结构,较聚碳硅烷(PCS)纤维易于氧化,经过预氧化的PACS纤维陶瓷产率达到80%左右,是制备耐超高温SiC(Al)陶瓷纤维的合适纤维;用预氧化PACS纤维制备的SiC(OAl)纤维和SiC(Al)纤维抗拉强度高,耐高温性能好.

SiC(Al)陶瓷纤维先驱体聚铝碳硅烷的合成与表征

利用聚二甲基硅烷(PDMS)热解聚合的液相产物聚硅碳硅烷(PSCS)与乙酰丙酮铝(Al(AcAc)3)反应制备了SiC(Al)陶瓷纤维的先驱体聚铝碳硅烷(PACS)。选用PSCS为原料消除了Al(AcAc)3在合成反应过程中出现的升华现象。合成的PACS化学式为:SiC2.0H7.6O0.13Al0.018,数均分子量Mn=2265。研究反应过程发现PSCS发生裂解重排反应,Si-H键在反应中显示出巨大的活性,反应时伴随有乙酰丙酮气相副产物产生。反应机理研究表明,PACS分子量的增加是PSCS形成的Si-H键与Al(AcAc)3的配位基发生交联反应形成Si-Al键的结果。

聚铝及其加载粘土矿物高效絮凝沉降铜绿微囊藻的研究

考察了4种聚铝絮凝剂絮凝沉降铜绿微囊藻的效果,发现编号为HPACS02的聚铝絮凝剂除藻效果最好,并进一步研究得知HPACS02在pH 7.5时絮凝除藻的效率最高。在采用HPACS02作为絮凝剂时,如果少量投加滑石、海泡石或高岭土等粘土矿物会对铜绿微囊藻的絮凝沉降产生增效作用,其中滑石的助凝效果最好。

采用聚硅碳硅烷与乙酰丙酮铝合成聚铝碳硅烷的机理

聚铝碳硅烷是耐超高温Si—Al—C纤维的先驱体.为了制备合适的先驱体,采用聚硅碳硅烷与乙酰丙酮铝反应合成聚铝碳硅烷,并对其反应机理进行了详细的研究.其中聚硅碳硅烷是含有Si—Si—Si和Si—C—Si的低聚物.通过在反应过程中从反应体系中抽取样品,并采用FTIR、GPC、1H-NMR、27Al-NMR和紫外可见光谱对反应过程进行追踪分析.结果表明:反应过程中存在Si—Si—Si向Si—C—Si转化的Kumada重排反应;乙酰丙酮铝的交联作用使得聚铝碳硅烷的相对分子质量和支化度大大提高,乙酰丙酮铝的反应主要发生在330℃以下和400℃以上,反应产物中Al以Si—O—Al结构存在.

SiC陶瓷先驱体聚铝碳硅烷的合成及其陶瓷化

聚硅碳硅烷(polysilacarbosilane,PSCS)与乙酰丙酮铝[Al(AcAc)3]反应制备了含铝SiC陶瓷的先驱体聚铝碳硅烷(polyaluminocarbosilane,PACS),化学式为SiC2.01H7.66O0.13Al0.018,相对分子质量Mr=2265。PACS中主要存在如下结构:—Si(CH3)2—CH2—,—Si(CH3)·(H)—CH2—。PACS在N2气中的陶瓷化表明:600℃以下PACS是有机状态;900℃时,PACS中C—H,Si—CH3结构消失,PACS基本完成了无机化;1300℃左右PACS完全脱H,真正完成了无机化,转化为SiC陶瓷。1300℃以下陶瓷化产物的X射线衍射线很宽,产物为不定型结构。1500℃以上的陶瓷化产物为结晶度较高的SiC陶瓷。

聚铝共沉淀氢化物发生(HG)-ICP-AES法测定痕量砷

采用孔雀绿与砷钼酸盐形成离子对，以聚铝作为共沉淀剂富集分离，ＨＧ－ＩＣＰ－ＡＥＳ法测定痕量砷的新方法。对离子对化合物的形成，聚铝共沉淀及氢化物发生条件进行了试验及优化。实验结果表明，显著改善了测定Ａｓ的灵敏度与选择性。当富集倍数为２０时，方法的检出限达０．０９μｇ／Ｌ。本法已用于天然水和湖底沉积物标样（ＮＩＥＳ，Ｐ．Ｓ．）中痕量Ａｓ的测定。

新型聚铝硅复合絮凝剂的制备及性能研究

本文初步制备了两种新型聚铝硅复合絮凝剂:聚铝硅(含活化硅酸聚合铝,PACSi)和聚硅铝(聚硅酸硫酸铝,PSiAS).研究对比了PACSi,PSiAS与PAC的絮凝性能,考察了硅酸聚合程度,硅、铝含量对其絮凝性能的影响。结果表明,提高硅酸聚合程度或硅、铝含量的增加均有利于增强絮凝性能,且随[Si]/[Al]比值的提高,其絮凝性能也明显增强。在铝含量相同情况下,聚铝硅和聚硅铝的絮凝性能均优于聚合氯化铝。

聚铝碳硅烷纤维预氧化过程组成结构演变的研究

采用热重-差热分析、元素分析、扫描电子显微镜、凝胶渗透色谱、红外光谱和核磁共振等手段,研究了聚铝碳硅烷(PACS)纤维预氧化过程中组成、结构演变的规律和反应机理.结果表明,空气中PACS纤维从210℃左右开始与氧发生放热反应;随着预氧化温度的升高,纤维的氧含量逐渐增加,凝胶含量在氧增重为6～8wt%时急剧增加,纤维表面出现细小的微裂纹.预氧化初期,主要是Si—H键与氧的反应,生成Si—O—Si键,纤维的数均分子量急剧增加,形成交联结构;预氧化中期,Si—H键继续反应,Si—O—Si结构明显增多,同时Si—CH3和Si—H与氧反应,生成少量的Si—O—C结构;预氧化后期,纤维完全交联,纤维中存在SiC4,SiC3H,Si—O—Si和少量的Si—O—C结构.

基于液态聚碳硅烷的聚铝碳硅烷的合成与表征

采用液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝在常压下反应合成了具有不同铝含量的聚铝碳硅烷(PACS),由于不需要循环回流过程,因此该方法简单方便,安全性高.在与合成聚铝碳硅烷相同的条件下,对单纯的液态聚碳硅烷原料进行保温处理,所得产物的分析表征结果显示,该原料在反应条件下基本保持稳定,不会自聚或者裂解.不同铝含量的聚铝碳硅烷的元素分析结果表明,随着乙酰丙酮铝加入量的增加,聚铝碳硅烷中的铝含量增加,同时氧含量增加,氢含量减少,且乙酰丙酮铝中的铝元素几乎全部引入到液态聚碳硅烷中.GPC分析结果显示,随着铝含量的增大,PACS的数均分子量增大,分子量分布变宽.红外光谱和核磁共振波谱分析结果表明,液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝的反应主要以消耗Si—H键的方式进行,铝元素以AlO4,AlO5和AlO63种配位形式存在,同时形成Si—O—Al交联键,使得聚铝碳硅烷的分子量增大,分子量分布变宽.

合成聚铝碳硅烷研究

采用低分子量聚硅碳硅烷(polysilacarbosilane,PSCS)与乙酰丙酮铝(aluminum acetylacetonate,Al(AcAc)_3)在常压下反应来制备PACS。通过对不同阶段反应时间的调整,提高了数均分子量,得到了支化度低的Si-Al-C纤维的先驱体。研究表明,铝引入主要发生在第一阶段,延长第一阶段的反应时间有利于提高铝的保留率。Al(AcAc)_3的用量对Si-H含量有重要影响,随着其用量的增加,Si-H含量呈线性减小。

聚铝及其絮凝性

聚铝是由一系列的多铝多羟基络合物所组成，它们的结构特征决定了它们的絮凝性能，Ａｌ１３（ＯＨ）３２７＋离子有较好的储存性和脱稳性，它是聚铝的活性成份。不同的阴离子和阳离子对增加聚铝的有效成份起着不同的作用。

聚铝碳硅烷不熔化纤维中氧含量的调节

氧含量是SiAlCO纤维在1700℃以上烧结致密化,并得到近化学计量比元素组成的关键因素,而氧元素主要来源于前驱体聚铝碳硅烷（PACS）纤维的不熔化过程.本文采用一种新的不熔化方法,以预氧化-热交联的方式对PACS纤维进行不熔化处理,实现了热解后所得SiAlCO纤维中氧含量在10%~13%（质量分数）范围内可调节.为保证PACS纤维在热交联过程中不熔融,其最低预氧化条件为190℃下保温4h,对应氧引入量为7.87%,预氧化纤维在惰性气氛下450℃保温2h,可实现不熔化.通过凝胶液相色谱（GPC）、红外光谱（IR）及热重-质谱联用（TG-MS）等方法研究预氧化和热交联过程,结果表明,预氧化过程主要是Si—H氧化生成Si—OH,部分Si—OH相互缩聚,在分子间形成Si—O—Si,使PACS数均分子量提高.热交联分为2个阶段,300℃以下主要是残留的Si—OH之间形成Si—O—Si交联结构;300~450℃主要发生Si—H与Si—CH3之间脱H2的缩聚反应,形成Si—CH2—Si交联结构.

聚铝混凝沉淀物含镉絮体稳定性评估

以镉絮体为研究对象,模拟自然地球化学条件下的变化,如pH值,泥沙含量,水流速,温度的变化对镉絮体的影响.结果表明,pH值对释放镉的影响较大.镉释放程度随着pH值的降低而升高.在pH值为5时,镉溶出最大超标1.36倍;pH值在6~9范围内变化时,镉不超标.在洪水期泥沙增多有利于镉浓度的降低,这是因为泥沙也是一种混凝剂.模拟酸性洪水期极端条件(360r/min,pHo5,泥沙含量为0.03g/L),镉超标0.24倍.镉离子浓度随着搅拌速度的提高而降低.镉絮体在温度为10~20℃内基本没有变化,但当升高温度到30oC时,镉离子浓度随着时间延长呈现下降趋势,并未发现超标现象.

聚铝硅烷与聚碳硅烷共混先驱体制备SiC(Al)纤维

采用聚铝碳硅烷和聚碳硅烷共混制备含铝碳化硅的先驱体,并与直接合成得到的聚铝碳硅烷进行了比较.元素分析表明,共混法能够有效控制聚铝碳硅烷中的铝含量,且共混聚铝碳硅烷先驱体Si—H键含量更高.流变性能研究表明,共混获得的聚铝碳硅烷先驱体黏流活化能从255kJ/mol降至200kJ/mol,先驱体的可纺性提高,所以原纤维的平均直径从19μm降至12μm.预氧化后聚铝碳硅烷原纤维经1800℃一步烧成可得到致密的SiC(Al)纤维;XRD研究表明,纤维中的铝起到抑制碳化硅晶粒长大的作用.

预氧化聚铝碳硅烷纤维的热分解动力学及其机理

利用热重分析仪(TGA)对预氧化聚铝碳硅烷(PACS)纤维进行了热动力学研究,用改良的Coats-Redfern法计算了动力学参数,用Doyle法计算了理论失重值,并根据FT-IR,XRD和SEM对其热分解的机理进行了分析．结果表明,在热分解反应的主要阶段,预氧化纤维的反应活化能低于PACS纤维,氧的引入有利于纤维的热分解;快速升温有利于预氧化PACS纤维的热分解．在初始分解阶段,主要为低分子量的PACS和H_2O的逸出,同时≡Si—H键之间以及≡Si—H与≡Si—CH_3键发生了脱氢、脱CH_4反应,从而导致交联程度的增加;随热分解温度进一步的提高,分子的有机侧基急剧热解,分解产物从有机物转变为存在部分微晶的无机结构;热分解温度继续提高,纤维结构进一步完善, 1300℃左右,β-SiC晶粒大小约为2～4 nm左右,纤维具有较好的性能．

PC/聚铝硅氧烷阻燃材料性能的研究

采用水解缩合法,通过改变烷硅比(R/Si)及有机侧基中的苯基、甲基比(Ph/Me),制备了一系列聚铝硅氧烷阻燃剂,研究了该聚铝硅氧烷对聚碳酸酯(PC)力学性能和维卡软化点的影响。结果表明,聚铝硅氧烷对PC的弯曲强度影响较小,可明显提高PC的拉伸强度和缺口冲击强度,在PC中添加5%的聚铝硅氧烷后,缺口冲击强度最大可提高31%。聚铝硅氧烷含量低于8%时,PC的维卡软化点得到提高。

聚铝碳硅烷的流变性和纺丝性研究

采用单孔纺丝装置对不同铝含量的聚铝碳硅烷（PACS）的流变性和流变性进行研究。结果表明：随着温度升高,PACS熔体的流体特性逐渐接近牛顿流体;PACS熔体粘度对温度有强烈的依赖性,其软化点在190℃~220℃范围时,其粘流活化能在190~260kJ/mol之间;当PACS的粘度在100Pa.s左右时可纺性好;铝含量对PACS的流变性能和可纺性有重要的影响,随着铝含量的增加,PACS熔体的粘度增大,因而PACS的纺丝温度更高,可纺性变差。